高中化学 4.1《物质性质的研究》课件（人教版选修六）

欢迎进入化学课堂 新课标人教版课件系列 高中化学 选修6 4 1 物质性质的研究 课题一物质性质的探究 铝及其化合物的性质深度研究 教学目标 1 认识化学实验在学习与研究化学中的作用2 具有安全意识 能顺利完成化学实验3 能发现学习和生产 生活中有意义的化学问题 并进行实验探究4 能根据具体情况设计解决化学问题的实验方案 并予以评价和优化 实验一 铝与氧气反应的实验探究 1 2Al 3 2O2 Al2O3 rG0 1582kJ molMg 1 2O2 MgO rG0 569 4kJ mol3Fe 2O2 Fe3O4 rG0 1015kJ mol 2 在金属活动顺序表中 金属活动性 Mg Al Fe 实验一 铝与氧气反应的实验探究 3 镁 铝和铁三种元素的电离势数值比较第 电离势第 电离势第 电离势Mg7 646eV15 035eVAl5 986eV18 828eV28 447eVFe7 870eV16 18eV30 651eV 从金属活动顺序表和 rG0 0 数值看 铝与氧气 这个自发反应最容易发生 从离子势数值看 铝与氧气反应 要比 铁与氧气反应 稍容易 但实际上铝在氧气中燃烧实验最不容易成功 这是为什么呢 第一 铝是活泼金属 在空气中能与氧气生成一种致密的氧化铝保护层 使氧气不能继续与铝发生反应 不采取任何擦除氧化铝保护层措施而直接进行点火 必定是铝难于燃烧 氧化镁薄膜和氧化铁薄膜可能都不如氧化铝薄膜更致密 不能阻止金属与氧气的接触 因此金属镁和金属铁更容易在氧气中燃烧 铝在氧气中燃烧实验不容易成功原因 第二 氧气的浓度偏低或氧气的量不足而导致燃烧现象不明显 一是集气瓶中收集到氧气的浓度偏低 不能引起铝与氧气的充分反应 二是绕有火柴的铝箔 若过早伸入集气瓶中 火柴燃烧会消耗大量的氧气 致使氧气浓度降低而导致实验失败 三是集气瓶容积小而导致氧气量不足或者铝箔太多反应不充分 铝在氧气中燃烧实验不容易成功原因 铝在氧气中燃烧实验不容易成功原因 案例 标号125mL集气瓶中充满氧气 5cm 2cm铝箔 实验能成功 原因分析 假设在标准状况下进行该反应 5cm 2cm铝箔质量约125mg 标号125mL集气瓶实际装有氧气140mL n O2 140 22400 0 00625mol 该氧气最多能消耗的铝箔质量是 0 00625 27 4 3 0 225g 225mg 因为225mg 125mg 所以反应能成功进行 启示 本实验不仅要关注铝箔的大小和形状 还要关注集气瓶的容积 第三 铝箔与氧气的接触面积太少 一是没有掌握好铝箔的厚度 过厚的铝箔在一定程度上减少了单质铝与氧气的接触 二是铝箔与火柴梗的缠绕方式不正确导致实验难以成功 A图铝箔与氧气接触面积小 另外火柴不能充分燃烧 不能达到铝的着火点 难以引发铝箔燃烧 B图和C图正确 铝在氧气中燃烧实验不容易成功原因 实验一的注意事项 集气瓶中氧气浓度要尽可能大 最好采用排水集气法收集氧气 选择容积较大的集气瓶作为反应器 体积与铝质量关系 铝箔以螺旋状绕紧一根火柴 待火柴烧到2 3以后 火焰能 包围 铝条时 再迅速将铝条伸进集气瓶中 铝条不能太早或太迟伸入集气瓶 可以用H2O2溶液与MnO2粉末混合直接在集气瓶中制O2 一定要氧气纯度足够大才开始实验 方法1 在集气瓶里放少许30 的双氧水 准备少许二氧化锰在实验时投入集气瓶 这样在实验前就不需要制备和储存氧气 保证在实验时有氧可用 方法2 铝箔在氧气中很难燃烧起来 这里用铝粉代替铝箔实验 用脱脂棉或者直接用方便易得的纸巾沾上少许铝粉 用坩埚钳夹住在空气里加热之 就可以看到火星四射 此时迅速将二氧化锰投入盛有双氧水的集气瓶里 同时将沾有铝粉的棉花或纸巾伸入集气瓶 可以看见铝在氧气里剧烈的燃烧 现象明显 操作简便 介绍另外三种 铝在氧气中燃烧 实验 介绍另外三种 铝在氧气中燃烧 实验 方法3 在石棉板的中央放上2克干燥的过氧化钠 堆成小丘状 将铝粉撒在过氧化钠上面 使它完全覆盖过氧化钠并呈薄薄的一层 然后用喷水器向小堆上均匀地喷上水雾 使过氧化钠刚润湿为止 过氧化钠跟水反应产生氧气并放出热量 会使铝粉着火燃烧 实验二 铝表面氧化膜的实验探究 第一 硫酸铜溶液的浓度要小 最好不要超过课本规定的0 5mol L 1 原因 硫酸铜溶液水解显酸性 若浓度过大时 酸性太强 铝片表面的氧化膜被溶解 与编者的设计意图相悖 看似简单但容易失败的是第21页步骤 3 将一块未擦去氧化膜的铝片放入20mL0 5mol L 1CuSO4溶液中 观察铝片表面的现象 实验二 铝表面氧化膜的实验探究 第二 选择氧化膜完美无损的铝片做实验 原因 如果铝片表面的氧化膜局部破损 硫酸铜溶液就会从破损处乘虚而入 与金属铝发生置换反应 这样步骤 2 与步骤 3 的实验现象就相似 与编者的设计意图相悖了 哪些铝片的氧化膜是完美无损的 长期露置于实验室中的小块铝片或铝箔 实验二的注意事项 CuSO4溶液浓度不要太大 0 5mol L 1较合适 选择氧化膜完美无损的铝片做实验的步骤 3 不选择新切开的小铝片 不选择灼烧成的铝片 铝片在浓硝酸中钝化的时间一定要足够长久 因为依据课本第 页 钝化1 2min后 的铝片 再放在20mL0 5mol L 1CuSO4溶液中约半小时后 铝片表面有明显的溶解现象 这与编者的编写意图不合 实验三 铝配合物的生成 最困惑的是第22页步骤 2 在另一支试管中 1mLmol L 1AlCl3溶液 滴加2mL10 NH4F溶液 再滴加1mL3 0mol L 1NH3 H2O溶液 边滴加边振荡试管 观察实验现象 实验前 我对该实验现象猜测是 无明显现象 原因之一 中学阶段的铵盐均易溶于水 故 NH4 3AlF6也易溶于水 原因之二 课本第21页的 信息提示 中有离子方程式 Al3 6F AlF63 实验三 铝配合物的生成 白色沉淀 呈浑浊状 我的实验现象 加NH4F溶液后出现白色浑浊 加NH3 H2O溶液后仍为白色浑浊 静置片刻 试管底部出现白色沉淀 静置一段时间后的沉淀 呈粉末状 实验三 铝配合物的生成 对实验现象的几个猜想与验证 猜想之一 会不会是试剂NH4F和试剂AlCl3的纯度不够 生成了未知名的白色沉淀 一般不会 但也不敢百分之百确定 实验三 铝配合物的生成 实验三 铝配合物的生成 对实验现象的几个猜想与验证 猜想之二 白色沉淀会不会是 沉淀 因为NH4F不稳定 NH4F受热分解成 和 而 与 生成 再与 溶液作用生成了氢氧化铝沉淀 实验三 铝配合物的生成 实验验证该白色沉淀是否真的是氢氧化铝 把白色沉淀等分成两份 往其中一份加稀盐酸 往另一份加氢氧化钠溶液 结果白色沉淀都很快溶解 该白色沉淀很类似于氢氧化铝的两性 既能溶解于酸 又能溶解于碱 实验三 铝配合物的生成 氢氧化铝絮状沉淀 颗粒较大 六氟铝酸铵沉淀 颗粒较小 呈粉末状 能否确定该白色就是氢氧化铝呢 再看一个对比实验 实验三 铝配合物的生成 实验结论 该白色沉淀是氢氧化铝的可能性不大 很可能是六氟铝酸铵 六氟铝酸铵是一种溶解性不大的白色固体 六氟铝酸钠和六氟铝酸的溶解性都大于六氟铝酸铵 产品名称氟铝酸铵 NH4 3AlF6 氟化铝铵分子量195 00 英文名称AmmoniumHexafluoroaluminate Ammoniumfluoroaluminate性状白色或浅灰色粉末 微溶于水 http cn made in 中国制造网 首页 产品目录 化工 农药 杀虫剂 氟铝酸铵 氟化铝铵 AmmoniumFluoroaluminate AmmoniumAluminateFluoride 分子式 NH4 3AIF6 相对分子质量 195 09 性质 白色或浅灰色粉末 微溶于水 用途 用作刹虫剂 也用于陶瓷 玻璃工业及铝纤焊 上海豪申化学试剂有限公司首页 产品类别 试剂产品 名称 氟铝酸铵 分子量 195 09 性状 白色结晶性粉末 易溶于水 水溶剂能腐蚀玻璃 实验三的注意事项 NH4F溶液要略过量 否则加氨水后 试管中剩余的AlCl3溶液会与氨水作用后产生白色的氢氧化铝沉淀 注意NH4F是无机毒品 注意安全 NaOH溶液浓度不能太大 实验四 培养明矾晶体 实验四的注意事项 配制的明矾溶液一定要饱和 每次把母液配成30 40 的溶液 有利于晶核的快速长大 不至于晶体在室温升高时溶解 否则晶核会被溶解 选取形状完整的小晶体作为晶核 溶液饱和度太大产生不规则小晶体附在原晶核之上 晶体不透明 饱和度太低 成长缓慢或溶解 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全